Deep Space Network IT

Scoperto un importante modello strutturale tra le nubi di Venere

11 febbraio 2020
Un gruppo di ricerca giapponese ha identificato una gigantesca struttura a strisce tra le nuvole che coprono il pianeta Venere sulla base dell'osservazione della sonda Akatsuki.

Un gruppo di ricerca giapponese ha identificato una gigantesca struttura a strisce tra le nuvole che coprono il pianeta Venere sulla base dell'osservazione della sonda Akatsuki. Il team ha anche rivelato le origini di questa struttura usando simulazioni climatiche su larga scala.
Venere è spesso chiamato il gemello della Terra a causa delle loro dimensioni e gravità simili, ma il clima su Venere è molto diverso. Venere ruota nella direzione opposta alla Terra e molto più lentamente (circa una rotazione per 243 giorni terrestri). Nel frattempo, a circa 60 km sopra la superficie di Venere, un forte vento in direzione est-ovest compie la rotazione attorno al pianeta in circa 4 giorni terrestri (a 360 km/h), un fenomeno noto come "super rotazione atmosferica". Il cielo di Venere è completamente coperto da spesse nuvole di acido solforico che si trovano ad un'altezza di 45-70 km, rendendo difficile osservare la superficie del pianeta sia da telescopi terrestri che da sonde in orbita di Venere. Le temperature superficiali raggiungono i 460 C°, un ambiente difficile per qualsiasi osservazione si volesse compiere con sonde da inviare all'interno del pianeta. A causa di queste condizioni estreme ci sono ancora molte incognite riguardo ai fenomeni atmosferici di Venere.
Per risolvere il puzzle dell'atmosfera di Venere la sonda giapponese Akatsuki è entrata nella sua orbita nel Dicembre 2015. Uno degli strumenti osservativi di Akatsuki è la telecamera a infrarossi IR2 che misura lunghezze d'onda di 0,002 mm. Questa fotocamera è in grado di catturare la morfologia dettagliata delle nuvole dei livelli più bassi situate a circa 50 km dalla superficie. I raggi ottici e ultravioletti sono bloccati dagli strati delle nuvole superiori, ma grazie alla tecnologia a infrarossi, le strutture dinamiche delle nuvole inferiori vengono gradualmente rivelate.
Prima dell'inizio della missione Akatsuki, il team di ricerca ha sviluppato un programma chiamato AFES-Venus per il calcolo delle simulazioni dell'atmosfera di Venere. Sulla Terra, i fenomeni atmosferici su larga scala sono studiati e previsti usando simulazioni numeriche, dalle previsioni meteorologiche quotidiane e dai rapporti sui tifoni ai cambiamenti climatici previsti derivanti dal riscaldamento globale. Per Venere, la difficoltà di osservazione rende le simulazioni numeriche ancora più complesse e risulta ancora più difficile difficile confermare l'accuratezza delle simulazioni. AFES-Venus era già riuscito a riprodurre i venti super rotazionali e le strutture di temperatura polare dell'atmosfera di Venere. Utilizzando il simulatore di terra, un sistema di supercomputer fornito dall'Agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia marina-terrestre (JAMSTEC), il team di ricerca ha creato simulazioni numeriche ad alta risoluzione. Tuttavia, a causa della bassa qualità dei dati osservativi avuti prima della sonda Akatsuki, era difficile dimostrare se queste simulazioni fossero ricostruzioni accurate.
Questo studio ha confrontato i dati osservativi dettagliati dei livelli di nuvole inferiori di Venere rilevati dalla telecamera IR2 di Akatsuki con le simulazioni ad alta risoluzione del programma AFES-Venus riscontrando su entrambi due strisce quasi simmetriche attraverso gli emisferi nord e sud. Ogni striscia, denominata "strutture a strisce su scala planetaria", è larga centinaia di chilometri e si estende in diagonale per quasi 10.000. Questa scala di struttura a strisce non è mai stata osservata sulla Terra e potrebbe essere un fenomeno unico di Venere. Utilizzando le simulazioni ad alta risoluzione AFES-Venus, il team ha ricostruito il modello e la somiglianza tra questa struttura e le osservazioni della telecamera dimostrano l'accuratezza delle simulazioni AFES-Venus.
Successivamente, attraverso analisi dettagliate dei risultati della simulazione AFES-Venus, il team ha rivelato l'origine di questa gigantesca struttura a strisce. La chiave di questa struttura è un fenomeno strettamente connesso al clima quotidiano della Terra: le correnti a getto polari. Alle medie e alte latitudini della Terra, una dinamica dei venti su larga scala (instabilità baroclina) forma cicloni extratropicali, sistemi migratori ad alta pressione e correnti a getto polari. I risultati delle simulazioni hanno mostrato lo stesso meccanismo al lavoro negli strati di nuvole di Venere, suggerendo che i le correnti a getto possono formarsi ad alte latitudini. Alle latitudini più basse, un'onda atmosferica dovuta alla distribuzione di flussi su larga scala e l'effetto di rotazione planetaria (onda di Rossby) genera grandi vortici attraverso l'equatore a latitudini di 60 gradi in entrambe le direzioni. Quando le correnti a getto si sommano a questo fenomeno, i vortici si inclinano e si allungano e nella zona di convergenza tra i venti del nord e del sud si forma una specie di striscia. Il vento nord-sud che viene espulso dalla zona di convergenza diventa un forte flusso verso il basso, con conseguente struttura a strisce su scala planetaria. L'onda di Rossby si combina anche con una grande fluttuazione atmosferica situata sopra l'equatore (onda equatoriale di Kelvin) nei livelli di nuvola inferiore, preservando la simmetria tra gli emisferi.
Fino ad ora, gli studi sul clima di Venere si sono concentrati principalmente su calcoli medi da est a ovest. Questa scoperta ha portato lo studio del clima di Venere a un nuovo livello in cui è possibile discutere della struttura tridimensionale dettagliata di Venere. Il prossimo passo, attraverso la collaborazione con Akatsuki e AFES-Venus sarà risolvere l'enigma del clima del pianeta, celato tra le dense nuvole di acido solforico.

fonti: JAXA

Dello stesso argomento
  • VERITAS: alla scoperta dei segreti di Venere
    11 luglio 2020
    In lista di valutazione per diventare una delle prossime missioni del Discovery Program della NASA, VERITAS si propone di rivelare i misteri sepolti sotto la superficie di Venere, il pianeta "fratello" della Terra.
  • La NASA seleziona quattro possibili missioni per studiare i segreti del Sistema Solare
    14 febbraio 2020
    La NASA ha selezionato quattro indagini del Discovery Program per sviluppare studi concettuali di nuove missioni nel Sistema Solare su obiettivi scientifici che non siano già coperti da missioni attive o da selezioni recenti.
  • Akatsuki: svelato il sistema che mantiene la super-rotazione dell'atmosfera di Venere
    11 maggio 2020
    Uno studio effettuato da ricercatori dell'Università dell'Hokkaiko e della JAXA ha scoperto, grazie a un analisi dei dati ricavati dalla sonda Akatsuki, che cosa permette il mantenimento della super rotazione dell'atmosfera di Venere.
  • Annunciati i vincitori del NASA Venus Rover Challenge
    07 luglio 2020
    Come si progetta un veicolo in grado di resistere al calore simile a una fornace e alla pressione di schiacciamento di Venere? Un'idea esplorata dal Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California è un rover alimentato dal vento, che ha appena ricevuto una spinta da designer, comunità di produttori e cittadini scienziati di tutto il mondo. A febbraio, la NASA ha lanciato un concorso pubblico per cercare idee per un sensore meccanico di evitamento degli ostacoli che potesse essere incorporato nel design del nuovo rover. E oggi sono stati annunciati i vincitori.
  • Voyager 2: svelato un nuovo segreto dell'atmosfera di Urano
    26 marzo 2020
    Tre decenni dopo il sorvolo da parte della Voyager 2 gli scienziati hanno scoperto un nuovo segreto sul pianeta Urano: il gigante di ghiaccio sembra perdere un po' della sua atmosfera nello spazio, forse sottratta dal campo magnetico del pianeta stesso.